Radar Basics

Struktura zemské atmosféry

Zemská atmosféra je plynný obal Země, který dosahuje výšky přibližně 2 000 … 3 000 km. Část atmosféry, která je důležitá pro šíření vln, sahá do výšky přibližně 500 km a dělí se na:

• troposféra,,
• stratosféra a
• ionosféra.

Troposféra

Troposféra je nejnižší část zemské atmosféry mezi zemským povrchem a výškou přibližně 11 km (36 000 ft). Tato oblast se vyznačuje zhruba lineárním poklesem teploty s výškou až na průměrných -50°C. V troposféře se odehrávají všechny povětrnostní podmínky. Všechny meteorologické jevy se odehrávají v troposféře.

Tropopauza je hraniční vrstva mezi troposférou a stratosférou a nachází se v průměrné výšce deseti až dvanácti kilometrů ve středních zeměpisných šířkách. Odděluje troposféru, v níž převládá počasí, od klidnější stratosféry nad ní. V tropopauze převládají silné větry, tzv. tryskové proudy, které často dosahují rychlosti až 400 km/h. Touto vrstvou může procházet dálková doprava. V této vrstvě lze velmi hospodárně realizovat dálkovou dopravu.

Stratosféra

Stratosféra, která je vymezena mezi 11 a 80 km, má část v dolní oblasti se stálou teplotou mezi -40 a -50°C. V této oblasti se tvoří ozonová vrstva. V této oblasti se vytváří ozonový pás s maximální hustotou ozonu ve výšce asi 25 km, který dosahuje maximální teploty asi +50 °C ve výšce 60 km.

Ozonový pás je zodpovědný za pohlcování velké části ultrafialového záření vyzařovaného sluncem, které je zdraví škodlivé.

Ionosféra

Maximální teplota ve výšce 60 km opět prudce klesá v nejvyšších částech stratosféry a ve výšce přibližně 80 km prochází minimem. To je začátek ionosféry, která sahá až do výšky asi 600 km.

V této nejsvrchnější části zemské atmosféry je velká část neutrálních molekul vzduchu neustále ionizována vysokoenergetickým slunečním zářením (UV a gama záření), odtud název ionosféra. To znamená, že elektrony jsou těmito paprsky uvolňovány z atomových vazeb, takže ionosféra se skládá z velkých oblastí volných elektronů (záporných nábojů) a kladně nabitých atomových kmenů, iontů. Rozpoznatelné rozvrstvení elektronové hustoty je označeno písmeny D, E, F₁ a F₂.

Největší hustota ionizace se vyskytuje ve vrstvě F₂ ve výšce přibližně 300 km. Elektronová hustota ionizovaných vrstev v ionosféře kolísá denně a sezónně a závisí na aktivitě slunečních skvrn. Při vystavení slunečnímu záření se ve větší či menší míře vytvoří všechny čtyři vrstvy D, E, F₁ a F₂, které z velké části pohlcují ultrafialové záření. Zbytek UV záření, které ještě prochází, je zachyceno ve stratosféře v ozónovém pásu. V noci vrstvy D, E a F₁ a F₂ téměř úplně mizí. Zbytky vrstvy F₂, která je přes den silně ionizovaná, zůstávají v noci

Vrstva D odráží elektromagnetické vlny v nejdelším vlnovém rozsahu kolem 50 kHz. Kratší vlnové délky jsou tlumeny vrstvou D.

Vrstva E se tvoří při východu Slunce a dosahuje maximální elektronové hustoty v poledne, ale v noci zcela nezmizí. Často lze nad ní zjistit vrstvu E₂.

Vrstva E_s (sporadická vrstva E) se objevuje nepravidelně v noci v souvislosti s polárními zářími v podobě putujících iontových mraků. Často umožňuje neočekávanou a případně nežádoucí rádiovou komunikaci.

Vrstva F2 má zvláštní praktický význam, protože se udržuje během noci v důsledku velmi pomalého slučování elektronů a kladně nabitých iontů. To silně závisí na sluneční aktivitě.